項目背景
煉鐵、煉鋼工藝流程是一個連續、大規模的生產過程，各個環節之間配合緊密，不容出錯。任一環節的穩定運行以及鐵水和鋼水順利流轉都對最終生產結果帶有直接影響。在整個出鋼生產過程中，每個環節都有其承載鐵水或者鋼水的器皿，主要有鐵水包、魚雷罐、混鐵爐、轉爐、鋼包和中間包。目前鐵水煉鋼的中間環節主要分為兩種，一種是由鐵水包從高爐受鐵轉運至混鐵爐進行混勻成分和均勻溫度，再由鐵水包從混鐵爐將鐵水轉運至轉爐內煉鋼；另外一種是由魚雷罐從高爐受鐵之后直接在運轉途中進行混勻，抵達位置后倒入倒罐內，經過鐵水預處理之后再倒入轉爐。鋼包作為鋼水的轉運器皿，負責從轉爐受鋼后將鋼水運送至連鑄平臺，最后由底部注水口把鋼水注入中間包內進行連鑄工藝。
鐵水包、魚雷罐、混鐵爐、轉爐、鋼包和中間包主體均由外殼和內部耐材內襯組成，經過一千多度的高溫鐵水或鋼水的沖刷以及高溫侵蝕，會使得每次使用完之后內部耐材都會存在一定程度的磨損和脫落。若無法及時發現內壁薄弱區域，那么當再次受鐵或者受鋼時則容易致使耐火材料直接融穿，外部鋼板會暴露在高溫液體中，會被直接溶蝕發生穿爐事故，極易造成生命財產損失。據不完全統計，每發生一次鋼鐵水包穿漏事故，造成的直接損失達200萬元。若是鋼包在連鑄平臺穿漏，一次損失高達上千萬。
因此對鐵水包、魚雷罐、混鐵爐、轉爐、鋼包和中間包等重點區域建設一套紅外在線溫度診斷系統是冶金行業目前迫切所需的。
項目現狀
經過現場勘查，鐵水包、魚雷罐現場情況如下：
- 鐵水運轉過程大多處于室外露天環境。在北方地區環境溫度最低能達到-30℃，夏天最高溫度在30℃~40℃之間，設備需同時滿足高、低溫環境下穩定運行并保證測溫精度；
- 現場實際測試發現包壁和罐壁溫度的不同可反饋出內部不同區域耐火磚的磨損程度，結合現場實測數據可大體判斷最終使用壽命；
- 現場部分地區存在高粉塵、煤氣區等特殊環境，這對于設備防護等級要求非常嚴格，有防爆要求的環境下需要使用帶有防爆護罩的紅外熱像儀；
- 鐵水包和魚雷罐放置在罐架上通過機車拖動運轉，安裝點位一般選取在高爐和煉鋼廠之間的必經之路上，兩側各安裝一臺設備，距離軌道5-6米；
- 現場環境多是露天且存在危險區，線路施工過程必須有安全員在以及相關防護措施，以保障施工安全；
- 根據部分項目現場所了解到的情況，鐵水包和魚雷罐一年中平均存在1-2次甚至更多穿漏事故，并且穿漏前無法預知；
- 鐵水包和魚雷罐大多使用手持式測溫槍進行溫度測量，采用打點的方式對罐壁進行檢測，無法檢測整個包壁，存在巨大的漏測風險；
- 鐵水包從高爐受鐵出來之后，可能存在鐵水掛壁的情況，此時罐壁溫度會異常高于鄰近區域溫度。同時鐵水包壁外存在氣孔，溫度會明顯高于其周邊溫度。目前這兩個會產生系統誤報的情況均可通過后端軟件解決。
經過現場勘查，混鐵爐、轉爐、鋼包和中間包現場情況如下：
- 混鐵爐、轉爐、鋼包和中間包均在室內車間，現場存在大量粉塵、高溫區域，需要加裝風冷護罩對設備進行冷卻以及除塵；
- 手持式測溫槍只能檢測單點溫度，無法覆蓋全面檢測到爐壁和包壁的整體溫度，更是及時找到薄弱點，致使工人勞動強度增加卻效果不明顯；
- 現場實際測試發現爐壁和包壁溫度的不同可反饋出內部不同區域耐火磚的磨損程度，結合現場實測數據可大體判斷最終使用壽命；
- 現場一般取點位溫度最高可達70℃-80℃及以上，現場均需要采用帶風冷護罩的紅外熱像儀，一方面是給設備降溫、另一方面是清除護罩內粉塵；
- 煉鐵、煉鋼現場遮擋較多，安裝選點在考慮全面監測，就近可取壓縮空氣；
- 現場中控室位置一般距離部分安裝點位距離較遠，需順延原有線路走線同時需要避開高溫區；
- 現場實地近距離測試鋼包溫度與手持式檢測溫度相差不超過2℃；
- 混鐵爐、轉爐和中間包現場均采用定點監測的方式，對關鍵區域進行實時溫度監控。鋼包監控一般分為轉運過程監控、出鋼定點監控和連鑄平臺定點監控三種方式；
根據此前項目經驗可知，鐵水包、魚雷罐、鋼包、混鐵爐、轉爐和中間包紅外在線溫度診斷系統需滿足以下需求：
- 對鐵水包、魚雷罐、鋼包、混鐵爐、轉爐和中間包關鍵點位進行全面、精準的非接觸式測溫，設備安裝、運行過程以及施工不影響生產過程正常運行；
- 設備具備防塵、耐低溫、高溫以及防爆的特性，能在同時在低溫-20℃和高溫+60℃正常穩定運行，可根據現場不同環境搭配不同防護等級護罩，變更靈活；
- 風險預警與火災報警：對監測點位進行實時全景溫度監控，系統需具備高靈敏度特點，可對超溫區域實現快速報警和精準定位；
- 所有采集點視頻圖像可全程或報警觸發錄像存儲，并可以對以往的歷史圖像進行查詢和回放，報警記錄與圖像同步存儲在系統內特定位置，存儲位置可根據業主需求隨時更改；
- 設備可穩定運行，高粉塵區域采用風冷護罩，連通現場氮氣供應管道，在對設備進行降溫的同時也可對設備內粉塵及時清除，減少整機設備的日常維護；
- 電源供給在全天候的環境下，保證系統不間斷供電；
- 在工程設計和實現的過程中，始終把客戶的實際需求放在首位，結合各個區域冶煉工藝特點以及現場環境的特殊性設計出系統操作簡便，現場工作人員可即學即用的智能化管理平臺；
系統特征
熱風爐溫度在線溫度診斷監控系統的建設，是鋼鐵冶煉行業安全管理升級的重要體現。根據深耕冶金行業多年的經驗，為解決以上需求，本系統應具備以下特征：
- 后端算法對圖像采用無損壓縮的方式，實時傳輸溫度流數據，畫面更加流暢的同時可以獲取到任意位置的溫度數據，提高系統的靈敏性和報警精準度。
- 針對現場特殊的環境情況，選用高性能紅外熱像儀，根據不同環境特征選用不同的防護罩。設備內部探測器采用具有國際先進技術水平的法國進口ULIS非制冷式焦平面紅外探測器，其工作壽命可達8-10年，在可以實現110592個像素點溫度的實時探測的同時，可充分保證設備運行的穩定性。
- 系統具備自動報警、快速響應、自動捕捉最熱區域等功能，一旦局部出現溫度異常，極早期預警鋼包風險隱患。鋼包正常溫度為≤380℃，熱像儀測量范圍為（-20-650℃）。
- 系統采用紅外數字圖像細節增強（DDE）技術，用高速處理器先對原始目標信息進行分析，提取出有用灰度信息分布和無用灰度信息分布，然后大比例壓縮無用信息灰度，小比例壓縮甚至拉伸有用信息灰度，得到接近實際層次豐富的圖像。
- 設備整機在+70℃的高低溫試驗箱內進行老化試驗及標定過程。通過現場實地勘察充分了解設備防范需求及環境情況。根據現場環境實際特點采用防爆護罩，可滿足惡劣環境下的運行要求，以此保證設備的耐久實。
- 在線溫度診斷系統設計之初便留有豐富的接口，便于后期硬件和軟件的更新以及升級工作。為此，設備采用模塊式結構，可通過相關接口接入其他硬件。后臺監控管理平臺采用模塊化算法，可通過網絡升級或者本地固件升級等方式，以此提高系統的可塑性及多樣性。
總結
綜上所述，鐵水包、魚雷罐、鋼包、混鐵爐、轉爐和中間包紅外在線溫度診斷系統應從產品特點、環境特征、業務需求、安裝方式和施工布局等全方位考慮，在最終效果上實現穩定、及時、精準的風險預警功能，以此保障高爐煉鐵生產工藝流程的安全、健康運行。
環境特征：鐵水包和魚雷罐現場環境屬于室外，冬天低溫、夏天高溫，對產品防護等級要求更高；室內環境下的鋼包、混鐵爐、轉爐和中間包則需要設備擁有耐高溫特性；
產品特點：采用高性能探測器、搭配行業內先進的紅外圖像處理算法，使得設備展示出的紅外畫面具有更好的細節增強效果和更高的測溫精準性；外殼采用特殊定制的護罩，根據現場需求搭配不同配件，抵抗現場惡劣環境影響；
雙光譜艙室紅外熱像儀（適用于鐵水包、魚雷罐等室外監控）
- 產品外觀：
雙光譜艙室紅外熱像儀
- 產品功能特性：
- 集可見光、紅外熱成像于一體，配上智能圖像識別算法可有效識別罐號信息；
- 具備IP66防護等級，防護性能強，可有效防止室外粉塵和雨水的侵蝕；
- 內置半導體可控硅溫控組件，可自動實現加熱和降溫功能；
- 單網線同時傳輸紅外溫度和可見光圖像，支持各類NVR，網絡帶寬占用低，組網靈活；
- 性能卓越，工作穩定：采用進口探測器，可輸出50Hz全幅溫度流數據，成像清晰、流暢，同時便于后期溫度數據分析；
- 功能豐富，經濟適用：設備均采用標準的機芯接口，方便集成的同時具有更高的實用性。
- 產品參數：
表3.1?雙光譜艙室紅外熱像儀產品參數
| 特點/性能 | DS-HG-2507-X384D |
| 紅外熱成像參數 | |
| 分辨率 | 384×288 |
| 熱靈敏度 | ≤50mk@25℃ |
| 幀頻 | 50Hz |
| 響應波段 | 8～14um |
| 測溫范圍 | 60℃～600℃ |
| 鏡頭 | 支持多種鏡頭選配 |
| 測溫方式 | 點測溫、區域測溫 |
| 溫度顯示 | 支持全局高低溫追蹤，全局平均溫度，點/線/矩形/圓/橢圓等多種測溫模式，最多可添加100個測溫對象。所有測溫對象可獨立設報警閾值范圍，采樣周期，繪制歷史溫度曲線圖 |
| 調焦 | 定焦，電動調焦，自動對焦 |
| 調色板 | 白熱，黑熱，鐵紅，彩虹等 |
| 視頻輸出 | 100M以太網+PAL模擬視頻，帶測溫區域顯示 |
| 可見光參數 | |
| 圖像分辨率 | 200萬像素 |
| 分辨率 | 1920*1080 |
| 傳感器類型 | 1/2.7″ Progressive Scan CMOS |
| 最低照度 | 0.0005 Lux @ (F1.0,AGC ON), 0 Lux with light |
| 網絡功能處理 | |
| 數據接口 | 100M雙網絡輸出、模擬視頻輸出 |
| 視頻處理 | H.264/MJPEG |
| 圖像輸出 | 主碼流:1280×720;子碼流:640×360，352×288 |
| 網絡協議 | TCP/IP,HTTP,DHCP,DNS,DDNS,RTP,RTSP,PPPoE,SMTP,NTP,UPnP,ONVIF |
| 業務功能 | 支持WEB配置,支持OSD,支持實時視頻傳輸,支持移動偵測和IO報警聯動前端存儲,支持前端存儲回放/下載,支持移動偵測和IO報警后中心提醒和畫面彈出聯動;支持MJPEG抓圖；支持統一客戶端遠程監控軟件、MYEYE平臺等系統應用;提供完善的SDK開發包（包含JAVA的開發包） |
| 一般規范 | |
| 整機重量 | 約3.5Kg |
| 整機功耗 | ≤25W |
| 外形尺寸 | 365*200*120mm |
| 交換機 | 內置交換機模塊，單網線 |
| 出線方式 | 底部出線 |
| 艙體材質 | 鋁合金、不銹鋼 |
| 防護鏡片 | 雙光路均有防護透鏡，其中紅外用鍺透鏡片 |
| 電源 | DC12V |
| 防護等級 | IP66 |
| 工作溫度 | -20℃～50℃,濕度小于90% |
| 二次開發 | |
| 軟件支持 | 提供完善的可見光、紅外熱像的相關軟件或者SDK開發包（包含JAVA的開發包） |
平臺介紹
客戶端軟件采用C/S模式與B/S模式相結合的開發模式，包括實時、數據兩大常用功能模塊和測溫對象、設備、用戶管理、告警、云臺、錄制管理六大相關基礎管理模塊。與此同時，提供組件化、標準化的Web API開放平臺接口供其他系統使用，為客戶提供強大且靈活的業務集成和數據集成能力。客戶端軟件的紅外實時畫面監測采用了業內領先的紅外圖像處理算法，使得設備展示出的紅外畫面具有更好的細節增強效果和更高的畫面可調節精準性。此外，客戶端軟件可將相關配置數據實時同步云端，在云端對數據進行管理和分析，用戶可通過云平臺自定義設置異常的通知方式與通知聯系人，通過客戶端軟件與云端應用相結合實現了智能化的控制體系，為邁向工業互聯網數據智慧化決策打下堅實的基礎。
平臺功能介紹
鋼包、鐵水包紅外熱圖
具體功能與技術目標如下：
- 在線測溫功能：所有視頻圖像可全程錄像存儲，并可以對以往的歷史圖像進行查詢和回放。
- 風險預警：實時全景監控與高靈敏度特點，發現異常高溫時可實現毫秒級報警。
- 報警類型：分為高溫報警和溫升報警。高溫報警即被測區域超過預設值時報警，溫升報警即被測區域溫度在某一時間段內出現異常溫升時報警，具體數值可根據實際情況設定。
- 溫度補償：設備可根據現場實際環境溫度自動進行溫度補償，以滿足不同溫度環境下的測溫需求。
- 痕跡管理：對現場所測溫度實時寫入數據庫，并自動生成報表與溫度曲線。調取歷史溫度信息和報警記錄，方便于出現問題后進行故障跟蹤及事故分析。
- 非接觸測溫：在不需要人力巡檢的情況下完成溫度獲取。
- 報警日志：報警記錄與圖像同步存儲系統。
- 記錄自動清除：當檢測到系統存儲空間不滿10G時系統自動刪除最開始歷史記錄，避免硬盤空間不足導致數據無法存儲。
- 實時顯示全輻射熱圖：值班人員可通過鼠標查看畫面任意位置的瞬時溫度，對異常情況進行錄制、拍照、分析。
- 高溫追蹤：自動對熱像圖整個畫面或特定區域進行溫升趨勢分析，提早發現隱患區域。
- 溫度曲線分析：軟件監測料坑底部各區域裝置外壁溫度時可實時顯示最高溫曲線，通過曲線的變化趨勢用于判定此時料坑各個區域是否異常。
- 自定義報警閾值：系統可自定義不同報警閾值和等級，協助工作人員對隱患發生的緊急程度和發展態勢作出評估。
- 自動診斷：設備具有網絡中斷自動檢測恢復功能，當設備因斷電或者斷網導致工作異常，待線路正常后可自行排查問題進行恢復。
- 遠程通知：現場搭載云平臺服務器，可第一時間將現場報警信息通過短信和公眾號的方式推送到相應人員手機上，第一時間掌握現場情況；
- 用戶權限管理：軟件登錄界面需要特定的賬號密碼，防止現場工人的誤操作。
平臺界面
云平臺目前主要針對以下需求點：
（1）支持企業中部門、人員、角色管理；
（2）支持報警規則的添加、報警模板的添加、報警聯系人的添加、報警推送的添加、報警記錄查看；
（3）財務管理支持賬戶線下交易、線上購買增值服務及索取發票功能；
（4）支持云平臺綁定多款軟件，進行數據同步；
（5）支持短信通知、微信通知、郵箱通知等實時告警服務。
平臺首頁
報警聯系人界面
報警記錄界面
遠程消息推送
（1）微信推送報警信息—關注格物優信熱像儀專家即刻接收報警信息推送。
?公眾號消息推送
（2）短信推送報警信息。
短息推送